于 亮,鈕力亞*,王偉偉,陸 莉,王奉芝,王 偉,王連鵬,王 艷,藏秀金
(1滄州市農(nóng)林科學(xué)院,河北 滄州 061001;2獻(xiàn)縣農(nóng)業(yè)局,河北 獻(xiàn)縣 062250)
未來小麥實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)超高產(chǎn)的難度越來越大,增產(chǎn)重點(diǎn)應(yīng)該放在潛力巨大的中低產(chǎn)田。中國科學(xué)院李振聲院士提出的“渤海糧倉建設(shè)”工程,重點(diǎn)是糧食單產(chǎn)低于6000 kg/hm2的河北、山東和天津的60個縣市(區(qū)),總耕地面積266.67多萬公頃,而黑龍港麥區(qū)正在該項(xiàng)目實(shí)施區(qū)域內(nèi)。依靠科技進(jìn)步,挖掘該地區(qū)的糧食持續(xù)增產(chǎn)潛力,不僅容易做到,而且能較快見效。
河北省黑龍港麥區(qū)包括冀中低平原和冀中洼堿兩個冬麥區(qū),是小麥中低產(chǎn)區(qū)。該區(qū)在小麥生育期內(nèi)的降水量120~140mm,越冬期積溫-220~-250℃,全年大于等于0℃積溫2200℃左右,無霜期180~190 d。土壤瘠薄鹽堿,干旱、凍害、干熱風(fēng)、病蟲害等自然災(zāi)害頻繁,可用淡水資源嚴(yán)重不足,是導(dǎo)致小麥產(chǎn)量低而不穩(wěn)的主要因素。農(nóng)作物有小麥、玉米、棉花、豆類、谷類、高粱、花生、油料、甘薯等,冬春季主要作物為小麥,夏秋季主要作物為玉米。區(qū)域內(nèi)土壤質(zhì)地大部分為壤土,10、20、50 cm等3個土層土壤干容重在1.35~1.55 g/cm3,凋萎系數(shù)隨深度變化不明顯,10~50 cm土層在6%~7%,土壤重量田間持水量一般在24%~30%[1~3]。該區(qū)小麥基本上處于逆境狀態(tài)下生長,要想穩(wěn)定提高產(chǎn)量,除了不斷改善生態(tài)條件外,必須重視抗逆、豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)小麥品種的選育。筆者通過多年的努力,成功培育出了適宜在河北省黑龍港流域冬麥區(qū)種植的‘滄麥14’。
母本‘滄2004-93’,來自滄州市農(nóng)林科學(xué)院自育的優(yōu)良材料,莖稈韌性好,穗層較整齊,穗紡錘型,小穗密度適中,籽粒硬質(zhì),飽滿度好,千粒重40 g左右,穗粒數(shù)38粒左右,熟相好。突出特點(diǎn)是抗旱、節(jié)水、抗病、抗寒性好,水旱地兼用,具有多抗、節(jié)水和適應(yīng)性廣的優(yōu)點(diǎn)。
父本‘衡7229’,系河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所選育的國審品種(國審麥2005017),分蘗力較強(qiáng),株型緊湊,穗層整齊,長相清秀,平均穗數(shù)570萬/hm2,穗粒數(shù)37粒,千粒重40 g,抗倒伏能力強(qiáng),稈銹病免疫,中抗至中感條銹病,容重809 g/L。黃淮冬麥區(qū)北片水地組區(qū)域試驗(yàn),平均產(chǎn)量7671 kg/hm2,比對照‘石4185’增產(chǎn)4.8%。
1.2.1 選種方法的改進(jìn)
通過改進(jìn)選種場圃設(shè)置,使后代選擇環(huán)境與要育成品種的應(yīng)用生態(tài)環(huán)境基本保持一致,并且通過人為環(huán)境控制,創(chuàng)造出能夠表達(dá)特定目標(biāo)性狀基因的特定條件,以及后代材料平行種植交替選擇的抗逆性育種程序,即兩圃平行交替抗逆育種技術(shù)(圖1)[4],取得了良好效果。
1.2.2 選育過程
2003年以‘滄麥2004-93’為母本,‘衡7229’為父本,經(jīng)過有性雜交,通過‘兩圃平行交替抗逆育種技術(shù)’培育而成。后代材料處理如下:
F1代:F0代組合旱地選種圃種植,點(diǎn)播,明確抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良組合。確定的依據(jù)是抗旱、抗寒、后期葉片功能期長、抗干熱風(fēng)、落黃正常、籽粒飽滿、穗部性狀好。
圖1 兩圃平行交替選擇抗逆育種技術(shù)路線
F2代:F1入選組合,水旱兩圃平行種植,選種重點(diǎn)是明確組合類型,確定重點(diǎn)組合和選擇方向。
F3和F4代:重點(diǎn)組合后代交替選擇。F3和F4代旱地和水地交替選擇,其目的是通過變換雜種不同世代種植條件促進(jìn)育種材料特殊適應(yīng)性和廣泛適應(yīng)性的有機(jī)組合,選育具有較高產(chǎn)量潛力,又具有多種抗逆性的優(yōu)良品種。
F5代:F4代入選材料水旱兩圃平行種植,嚴(yán)格按育種目標(biāo)選擇,因多數(shù)材料性狀趨于一致,在單株選擇的同時,混收測產(chǎn)進(jìn)入比較試驗(yàn)。
經(jīng)過5個世代的選育,2009年混收株系進(jìn)入產(chǎn)量比較試驗(yàn)。2011年進(jìn)入大區(qū)稀播繁種試驗(yàn),2013、2014年兩年參加河北省黑龍港流域節(jié)水組區(qū)域試驗(yàn),2015年參加生產(chǎn)試驗(yàn)。于2017年3月通過河北省品種審定委員會審定通過(冀審麥2016023號)。
2013~2014年度參加黑龍港流域節(jié)水組區(qū)域試驗(yàn),平均產(chǎn)量7222.5 kg/hm2,比對照增產(chǎn)4.0%;2014~2015年度同組區(qū)域試驗(yàn),平均產(chǎn)量6826.5 kg/hm2,比對照增產(chǎn)3.8%。2015~2016年度參加生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量產(chǎn)6886.5 kg/hm2,比對照增產(chǎn)3.0%,居參試品種第三位。
該品種屬冬性中熟品種,平均生育期239 d。幼苗半匍匐,葉色綠色,分蘗力強(qiáng)。成株株型半松散,株高78.3 cm。穗紡錘形,長芒,白殼,白粒,硬質(zhì),籽粒較飽滿。穗數(shù)591萬/hm2,穗粒數(shù)34.8粒,千粒重45.0 g。熟相較好,抗倒性較好,抗寒性與對照‘邯4589’相當(dāng)。
(1)抗旱性。河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所抗旱性鑒定,2013~2014年度人工模擬干旱棚抗旱指數(shù)為1.012,田間自然干旱環(huán)境抗旱指數(shù)為1.264,平均抗旱指數(shù)1.138,抗旱性強(qiáng);2014~2015年度人工模擬干旱棚抗旱指數(shù)為1.196,田間自然干旱環(huán)境抗旱指數(shù)為0.798,平均抗旱指數(shù)0.997,抗旱性中等。
(2)抗病性。河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所抗病性鑒定,2013~2014年度中感條銹病,中感葉銹病,中感白粉??;2014~2015年度中抗條銹病,中抗葉銹病,中感白粉病。
(3)抗倒伏能力。參加區(qū)試及生產(chǎn)試驗(yàn)期間,均未發(fā)生倒伏。
(4)營養(yǎng)品質(zhì)。2016年河北省農(nóng)作物品種品質(zhì)檢測中心測定,粗蛋白質(zhì)(干基)13.27%,濕面筋(14%濕基)27.7%,吸水量 61.0 mL/100 g,形成時間 2.2 min,穩(wěn)定時間 2.0 min,容重 806 g/L。
適宜播種期10月5~15日,播種量180~300 kg/hm2。施磷酸二銨 450 kg/hm2、尿素 225 kg/hm2、硫酸鉀150 kg/hm2、硫酸鋅15 kg/hm2做底肥,后期結(jié)合澆水,依苗情適當(dāng)補(bǔ)施氮肥。足墑播種,一般春澆2水,宜在拔節(jié)期、孕穗—揚(yáng)花期澆灌。播種前可用殺蟲劑和殺菌劑拌種,防治地下害蟲和黑穗病,抽穗后及時防治蚜蟲。
在小麥抗逆育種過程中,豐產(chǎn)性和抗逆性是品種選育中重要綜合目標(biāo)性狀的一對矛盾體,在其選育過程中應(yīng)全面考慮,分清主次。就抗逆豐產(chǎn)育種而言,其豐產(chǎn)性仍是首要目標(biāo),如果過分片面強(qiáng)調(diào)其抗逆性,往往造成品種產(chǎn)量損失較大,即使育成的品種抗逆性突出,但如果產(chǎn)量潛力太小,會造成適應(yīng)范圍和價值的偏小,難以在生產(chǎn)上應(yīng)用。
抗逆性育種的重點(diǎn)是在保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)上,提高品種的抗逆性,使之建立在一個適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上。所謂適當(dāng)就是指在惡劣的條件下對產(chǎn)量影響不大,抗逆性與豐產(chǎn)較容易結(jié)合,后代材料選擇的范圍較大。滄州市農(nóng)林科學(xué)院培育的‘滄麥14’‘滄麥12’‘滄麥028’和‘滄麥6005’等品種均以這種育種思路通過“兩圃平行交替選擇抗逆育種技術(shù)”培育而成[5~7],為抗逆育種提供了一種新的方法。該育種技術(shù)可以根據(jù)育種目標(biāo)設(shè)定不同的育種環(huán)境,既可以保證產(chǎn)量又可以有針對性的改變某些特性。
通過改進(jìn)選種方法,選種場圃不同生態(tài)條件有利于雜種后代基因型充分表達(dá),性狀變異范圍大,有利于選擇;解決了后代材料在選育過程中的淘汰問題,減輕了育種選種的工作量,提高了育種效率和選擇材料的針對性;實(shí)現(xiàn)了育種目標(biāo)與選育環(huán)境的一致性,將諸多抗逆性狀與豐產(chǎn)性進(jìn)行有效結(jié)合[8]。
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